新型嘧啶核苷-壳聚糖-水飞蓟宾胶束通过肠道核苷转运体改善多柔比星的口服吸收

《Carbohydrate Polymers》：Novel pyrimidine nucleoside - chitosan - silybin micelles for improving the oral absorption of doxorubicin via intestinal nucleoside transporter

　　

摘要

设计了一种新型嘧啶核苷（PYN）和姜黄素（SB）结合的壳聚糖（CS）聚合物胶束（PYN-CS-SB），用于通过位于肠上皮细胞的核苷转运体增强阿霉素（DOX）的口服吸收。分别选择四种内源性PYN作为转运体的配体，与SB一起结合到CS上。PYN-CS-SB的合成和鉴定通过¹H NMR和FT-IR完成。药物负载胶束通过超声辅助自组装制备，其主要特征包括微观上分散均匀且规则的球形，粒径为143–170 nm，载药量为9–12%，胶束中封装的DOX呈无定形，临界胶束浓度低至23.1–31.6 μg/mL，以及极长的体外缓释。其中，脱氧胞苷（DCD）结合胶束（DCD-CS-SB@DOX）相对于DOX·HCl显示出391%的最高口服生物利用度。通过细胞摄取、免疫荧光、酶活性抑制试验证实，基于核苷转运体介导的增强吸收以及PYN-CS-SB胶束对P-gp外排和CYP3A4酶的双重抑制作用。研究结果表明，肠道核苷转运体介导的PYN-CS-SB胶束在口服药物递送方面具有广泛潜力。

引言

几十年来，口服递送药物一直是引人注目的研究热点之一，因为这种广泛使用的给药途径具有患者依从性高、医疗费用低或便于自我治疗、剂量设计灵活等特点（Mori et al., 2024）。然而，许多不溶性、低渗透性或易降解的药物，特别是某些抗癌药或多肽类药物，在肠吸收方面面临巨大挑战，不得不以注射方式给药，如Taxol?（注射用紫杉醇溶液）（Qi et al., 2012）、NOVOLOG?（门冬胰岛素注射液）、RUBEX?（盐酸阿霉素注射液）等。通过特定的药物递送载体设计提高药物的口服吸收一直是一个值得研究的话题（Liu et al., 2023）。

阿霉素（DOX）是一种蒽环类广谱抗肿瘤药物，可用于治疗急性白血病、淋巴瘤、肺癌、乳腺癌、肝癌等疾病，但其细胞毒性高，尤其是对心肌细胞，可能导致心功能不全。盐酸阿霉素（DOX·HCl）由于其更好的水溶性而成为商业化的注射用DOX制剂（Kirsch, 2021）。然而，DOX·HCl未能口服给药，因为它属于生物药剂学分类系统（BCS）III类药物，肠渗透性低。注射给药可能会直接导致毒副作用，而专门设计的口服递送载体可以克服这一点，增强药物吸收并提供方便的给药途径（Mehta et al., 2023）。

近年来，各种纳米载体，如脂质体（Ahmad, 2024）、乳剂（Andersson et al., 2025）和纳米颗粒（Lundquist & Artursson, 2016），已被开发用于增强许多肠吸收受限药物的口服生物利用度。壳聚糖（CS）是一种天然阳离子聚合物，具有多种生理性能，包括可生物降解性、生物相容性、生物安全性和肠生物粘附性。CS也是一种药物赋形剂，由于其许多可修饰的氨基而被用于构建功能纳米载体。各种基于CS的纳米递送系统已被设计用于提高药物的口服吸收（Thambiliyagodage et al., 2023），包括基于糖基壳聚糖-PEG-乳铁蛋白偶联物的口服基因递送平台（Jang et al., 2026）、用于口服递送雷公藤内酯醇治疗肝癌的靶向肝细胞瘤壳聚糖基聚合物胶束（Lin et al., 2026）、牛磺酸-壳聚糖介导的增强DOX口服吸收的脂质体（Qin et al., 2024）。根据以前的文献，肠药物吸收的主要障碍涉及P-糖蛋白（P-gp）外排（Constantinides & Wasan, 2007）和CYP3A4酶代谢（Patel et al., 2014）。P-gp是位于肠上皮细胞顶端侧最值得关注的外排转运体之一，负责将药物或底物从上皮内部外排到肠腔。CYP3A4是位于上皮内部的细胞色素P450家族的一员，能够代谢被上皮吸收的药物。P-gp外排和CYP3A4代谢都会阻碍肠药物吸收。姜黄素（SB）是从水飞蓟种子中提取的一种次级代谢产物，广泛用于制药行业。SB具有一系列生理活性，包括保肝作用（Gandey et al., 2021）、心脏保护作用（Kumar Pasala et al., 2023）和抗癌作用。先前的研究表明，药物引起的肝损伤和心脏毒性可以通过SB预防，这意味着共同给药SB可以抑制药物毒性，通常是肝毒性或心脏毒性。SB也是P-gp外排和CYP3A4代谢的双重抑制剂，作为增强药物肠吸收的潜在促进剂（Lee & Choi, 2010）。

肠转运体介导的吸收是药物口服递送的一个重要研究方向，一系列基于转运体介导的口服药物载体被设计用于提高药物吸收（Cho et al., 2024）。核苷是人体正常生理活动所必需的，核苷转运体（NTs）广泛分布于各种组织（Pastor-Anglada et al., 2018）。位于胃肠道的NTs负责在消化后从食物中吸收核苷。肠NTs分为位于肠细胞顶端侧负责将核苷摄取到肠细胞中的浓度化核苷转运体（CNTs）和位于基底侧促进核苷向血液基底侧外排的均衡化核苷转运体（ENTs）（Boswell-Casteel & Hays, 2017; Hau et al., 2023; Pastor-Anglada et al., 2018）。CNT1，CNT家族的一员，和ENT1，ENT家族的一员，对嘧啶核苷（PYN）具有高亲和力，并特异性介导PYN的摄取。此外，人体中可以发现四种类型的内源性PYNs，包括胞苷（CD）、脱氧胞苷（DCD）、β-胸苷（TD）和尿苷（UD）。它们可被视为NTs的配体，并用于建立新型递送系统（Pastor-Anglada & Pérez-Torras, 2018; Senyavina et al., 2016）。

在本工作中，PYN（CD、DCD、TD或UD）和SB与CS结合以构建新的胶束材料PYN-CS-SB，并将DOX封装其中以建立口服胶束PYN-CS-SB@DOX。配体PYN诱导的肠NT靶向和SB对P-gp和CYP3A4的双重抑制作用将依次增强DOX的肠吸收。据我们所知，此前没有关于NT介导的口服递送系统和多机制应用的文献。鉴于NT靶向药物递送知识的缺乏，本工作可以提供有价值的参考并扩展该领域的视野。

章节摘录

材料

壳聚糖（粘度平均分子量（M_v）为970 Da，脱乙酰度为92.3%）购自安徽库尔有限公司。M_v的测定是基于壳聚糖溶液的粘度和分子量之间的关系，使用恒温水浴中的乌氏粘度计。精确称取200 mg CS溶解在100 ml含有0.1 mol/L乙酸和0.05 mol/L醋酸钠的水溶液中，使用微孔滤膜过滤

PYN-CS-SB的合成

PYN-CS-SB的合成通过两步策略完成。初始的PYN或SB与连接子SA的结合反应以DMAP为催化剂进行，然后制备的PYN-SA或SB-SA在EDC作为偶联剂的情况下进一步接枝到支架CS上。目标产物通过截断分子量Mw 8000 Da的透析袋高效分离和纯化，超过粗产品和残余副产物的分子量。

结论

构建了一种由NT介导并能抑制P-gp外排以及CYP3A4代谢的多功能口服药物递送系统，以促进药物的口服吸收。作为注射给药的一种替代方案，该递送系统在提高药物口服生物利用度方面的有效性已得到充分验证。因此，本研究提供了一种增强药物口服吸收的潜在策略，并确认NT是一个有价值的

CRediT作者贡献声明

陈扬扬：原创性草稿撰写、验证、软件、方法学、调查、数据整理。韦越：验证、软件、方法学、调查、正式分析。李乔：可视化、验证、软件、调查、正式分析。何华娟：可视化、软件、资源、方法学、正式分析。陈辉：验证、监督、资源、方法学、调查、资金获取。张华京：验证、软件、资源、调查。

伦理声明

本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。

本研究获得了桂林医学院动物伦理委员会的批准。

（批准号：GLMC202203312）

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些关系可能影响本文报告的工作。

致谢

本研究得到国家自然科学基金（编号32260243）和广西自然科学基金（2025GXNSFHA069260）的财政支持。

陈扬扬|韦越|李乔|何华娟|陈辉|张华京|容小青|梁晓|林世远|张伟

广西医科大学药学院，广西桂林市至远路1号，541199